个性化新抗原肿瘤疫苗开发的确也面临着不少挑战。比如以下这几点:
首先,
肿瘤新生抗原的筛选问题。
基于NGS测序信息和算法预测是当前主流的新生抗原筛选策略,全球的研究机构和企业已经开发了许多生物信息学算法。然而,这些算法的效率仍然存在争议。在一项对13项已发表研究的荟萃分析中,使用的生物信息学预测的新生抗原肽只有不到2.7%的比例进入人体后会被T细胞识别。同时,即便筛选到有真实免疫原性的肿瘤新生抗原,接下来又会面临肿瘤异质性和免疫编辑的影响。理论上应该
优选肿瘤细胞主克隆所表达的抗原,
而非占比很小的亚克隆的抗原,然而,破译肿瘤克隆亚群的结构及其表达的抗原并非易事,比如,肿瘤细胞主克隆和亚克隆,以及各自表达的抗原类别和数量是动态变化的,肿瘤的免疫编辑对最具免疫原性的肿瘤抗原会施加免疫选择压力,使得相应的肿瘤克隆逃避T细胞免疫的影响。随着选择压力的变化,最初被选定的疫苗靶点,即新生抗原,会失去作用,导致疫苗失效。因此,
深度解析肿瘤微环境,解析肿瘤亚群及其表达的抗原的动态变化,从而筛选到合适的新生抗原,也是疫苗靶点选择的一个挑战。
其次,
佐剂的选择问题。
传统疫苗,如病毒片段,可以作为其自身的佐剂,因为它们可以通过多种模式识别受体(PRRs)刺激先天免疫,如Toll样受体(TLRs)、RIG-I样受体和cGAS–STING通路。但是肿瘤新生抗原疫苗需要强效的外源佐剂来协调刺激免疫系统,以诱导强大的CD4+和CD8+T细胞反应。在过去的100年里,只有六种人用佐剂被批准上市,包括铝佐剂、水包油乳液角鲨烯佐剂MF59、AS01(其含有单磷酰脂质A加皂苷组分QS-21)等,都是设计用于诱导不同程度的TH1型和TH2型混合免疫反应。但是肿瘤新生抗原疫苗需要促进TH1细胞和CTL免疫的佐剂,如可以通过刺激TLR9来激活APC的CpG-ODNs、可以诱导I型IFNs1进而扩增抗原特异性CD8+T细胞的STING激动剂等。可商业化获得的这一类型的佐剂很少,
如何筛选和不同剂型疫苗匹配的,而且免疫毒性可控的佐剂,是肿瘤新生抗原疫苗产品开发的另外一个挑战。
最后是
生产问题。
肿瘤新抗原疫苗需要个性化和定制化生产,针对每个患者的产品都是独立的一个GMP生产批次,这导致了生产周期较长,成本高企。企业不可能为生产一个批次的产品而建一个生产线,因此共线生产不可避免。共线生产采用共用设备和耗材,有交叉污染的风险。比如mRNA疫苗,有没有混杂其他质粒序列的质粒对最终mRNA产品的质量至关重要,而且清洗和验证工序也会占用了大量的项目时间,进一步导致生产周期较长。比如新生抗原mRNA疫苗,需要2-3个月制备时间,使得晚期的生存期较短的恶性肿瘤病人就无法成为目标治疗人群。这些问题如何解决,也是生产层面要面对的首要挑战。